به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « طراحی آزمایش » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «طراحی آزمایش» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • علی رضا نیک روان، فرهاد کلاهان*، محمود شریعتی
    به دلیل اهمیت کیفیت جوش در تجهیزات تحت فشار، در این تحقیق کاربرد لیزر Nd:YAG پالسی در جوشکاری لوله های فولادی جدارنازک AISI316L مورد مطالعه قرار گرفت. پارامترهای ورودی شامل شدت جریان، پهنای پالس، فرکانس، سرعت دورانی و نیروی فشاری وارد به درز تماس دو لوله ی تحت جوشکاری هستند. عمق نفوذ و نسبت عمق به عرض مقطع جوش دو مشخصه خروجی در نظر گرفته شدند. رابطه بین پارامترهای ورودی و خروجی با برازش رگرسیونی توابع بر داده های جمع آوری شده از طرح آزمایش مرکب مرکزی برقرار شد. بر اساس تجزیه وتحلیل واریانس، تاثیر نیروی فشاری وارد به درز بر نسبت عمق به عرض جوش 5/2% و مجموع تاثیر پهنای پالس و شدت جریان در تغییر هر یک از دو خروجی 84% است. کامل شدن عمق نفوذ جوش و افزایش نسبت عمق به عرض جوش دو دستاورد مرحله بهینه سازی هستند. در پایان با هدف ارتقاء بیشتر کیفیت اتصال، بر اساس سطح بهینه پارامترها نمونه هایی داخل محفظه پرشده از آرگون جوشکاری لیزر شد. با این اقدام، نسبت عمق به عرض، استحکام کششی و کرنش شکست نمونه های بهینه جوشکاری شده در محفظه آرگون، نسبت به نمونه های بهینه جوشکاری شده در شرایط معمول (حفاظت از حوضچه مذاب با نازل آرگون) به ترتیب 14%، 7% و 37% افزایش یافتند.
    کلید واژگان: جوشکاری لیزر, لوله فولادی زنگ نزن, طراحی آزمایش, مدل سازی رگرسیونی}
    Alireza Nikravan, Farhad Kolahan *, Mahmoud Shariati
    Due to the importance of the weld quality in pressurized equipment, this research investigates the application of Nd:YAG pulse laser in welding of thin-walled AISI316L steel pipes. The input parameters include current intensity, pulse width, frequency, rotational speed, and compressive force applied to the seam of the two tubes being welded. Depth of weld penetration and the weld depth-to-width ratio (aspect ratio) were selected as two output characteristics. The relationship between input and output parameters was obtained by fitting regration functions on the data of central composite design (CCD) of experiments. According to the analysis of variance, the influence of the ratio of compressive force applied to the weld seam to the aspect ratio is 2.5%, and total influence of pulse width and the current on each of the two outputs is 84%. Completion of the depth of penetration and increasing of the weld aspect ratio are two main findings of the optimization process. In the end, to improve the joint quality, based on the optimal level of the parameters, samples were laser-welded in a chamber filled with argon. With this regard, aspect ratio, tensile strength, and failure strain at the samples manufactured by optimum parameters in argon chamber, were improved by 14%, 7%, and 37% compared to samples in normal condition (protection of the molten pool with an argon nozzle), respectively.
    Keywords: Laser Welding, Stainless Steel Pipe, Design Of Experiment, Regression Modeling}
  • علیرضا باقری بمی، محمد هنرپیشه*
    اهمیت سوراخ کاری ورق ها در صنعت از دیرباز مورد توجه بوده است. این فرایند از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده و به عنوان روشی موثر برای ایجاد اتصالات در قطعات، به ویژه ورق ها، شناخته می شود. فرایند سوراخ کاری اصطکاکی، علاوه بر کاهش دورریز ماده در قطعات، با ایجاد فلنج های متصل کننده، توانایی ایجاد اتصالات قوی را فراهم می کند. در این تحقیق، با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس، فرایند سوراخ کاری اصطکاکی بر روی ورق هایی با سه ضخامت، سه سرعت دورانی و سه نرخ پیشروی، شبیه سازی و طراحی شد. سپس، نتایج نیروی به دست آمده از طریق تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار آماری دیزاین اکسپرت مورد بررسی قرار گرفت. همچنین در این تحقیق، جهت بررسی فرایند، از آزمایشی به روش سطح پاسخ و تحلیل داده ها استفاده شد. در این مطالعه، مواد مورد استفاده از آلومینیوم 7075 بود که به عنوان یکی از مواد مهم در صنایع خودروسازی، تولیدی، نظامی و هوافضا شناخته شده است. در ادامه، نتایج نشان داد که با تنظیم نیروی ماشین کاری بهینه، می توان به شرایط بهتری در فرایند دست یافت. همچنین، شرایط بهینه برای انتخاب پارامترها به گونه ای تعیین شد که بیشترین سرعت دورانی، کمترین نرخ پیشروی و کمترین ضخامت قطعه را در بر داشته باشد. در این فرایند، دمای بالاتر به دلیل بهبود جریان یافتن ماده مناسب است و همچنین با افزایش ضخامت، حرارت افزایش می یابد. مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر عیوب قطعات در صنعت، تنش های پسماند هستند. تاکنون بررسی تنش پسماند به صورت شبیه سازی المان محدود روی این فرایند انجام نشده است؛ بنابراین در این تحقیق، تنش پسماند در جهات مختلف مورد بررسی قرار گرفت.
    کلید واژگان: سوراخ کاری اصطکاکی, تنش پسماند, طراحی آزمایش, المان محدود, نیرو}
    Alireza Bagheri-Bami, Mohammad Honarpisheh *
    The significance of sheet metal drilling within industrial applications is widely recognized, particularly for its critical role in creating durable connections in sheet components. This process, especially when implemented through friction drilling, not only minimizes material waste by generating connecting flanges bush shape but also enhances the robustness of the connections. In this study, we used the ABAQUS finite element software (FEM) to simulate and design the friction drilling process on sheets of three different thicknesses, employing three rotational speeds and three feed rates. The analysis was conducted using Design Expert statistical software, which integrated response surface methodology (RSM) and data analysis to thoroughly investigate the process forces. Aluminum AA 7075 was selected for the study due to its extensive use in the automotive, manufacturing, military, and aerospace organizations, highlighting its industrial relevance. The findings suggest that optimizing the machining force leads to more favorable conditions within the process. The optimal parameters were determined to include the highest rotational speed, the lowest feed rate, and the smallest sheet thickness. These conditions promote higher temperatures that facilitate better material flow. An increase in thickness was also found to correlate with higher temperatures. Additionally, the study addressed the significant industrial challenge of residual stresses and their effects on component defects, a topic not previously explored through finite element simulations in this context. This research contributes new insights into the implications of residual stresses in various directions for friction drilling processes.
    Keywords: Friction Drilling, Residual Stress, Design Of Experiment (Doe), Finite Element Method (FEM), Force}
  • حسین تقی پور*، جابر میرزایی

    در این مقاله به بررسی خواص مکانیکی در بایوکامپوزیت های تقویت شده با الیاف طبیعی کناف/ نانوگرافن در زمینه پلی پروپیلن با اضافه کردن سازگار کننده پرداخته شده است. از روش آماری سطح پاسخ (RSM) با رویکرد باکس بهنکن (BBD) جهت بررسی و ارائه مدل ریاضی برای رفتار بایوکامپوزیت با توجه به پارامترهای درصد وزنی الیاف کناف، درصد وزنی نانوگرافن و درصد وزنی سازگارکننده استفاده شده است. رفتار نمونه ها تحت آزمون های کشش، خمش و ضربه تحلیل گردید و نتایج با استفاده از تصاویرمیکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی توجیه شد. سطح شکست نمونه ها نشان داد مکانیزم اصلی در بهبود رفتار بایوکامپوزیت معرفی شده، شکست الیاف و جدایش به همراه بیرون کشیدگی الیاف از ماده زمینه است. فرایند بهینه سازی چند هدفه با دو روش فراابتکاری و تابع مطلوبیت انجام گردید و نمودار پرتو با توجه به اهداف طراحی ترسیم شد. بهینه سازی، با هدف افزایش استحکام خمش، ضربه و کشش، و همزمان کاهش وزن نمونه ها انجام گردید و، درصد وزنی الیاف، نانو ذرات و سازگارکننده به عنوان متغییرهای مسئله تعریف گردیدند. نتایج نشان داد نمونه بایوکامپوزیت با درصد های بهینه پارامترهای طراحی، در سه خاصیت مکانیکی شامل، استحکام کششی، ضربه و خمشی به ترتیب برابر MPa 28.5، J/m 92.29 و MPa 50 است. در پایان حالت بهینه نشان داد، وزن نمونه بایوکامپوزیت را می توان تا 32 درصد کاهش داد.

    کلید واژگان: خواص مکانیکی, بهینه سازی, طراحی آزمایش, سازگارکننده, الیاف طبیعی}
    Hossein Taghipoor *, Jaber Mirzaei

    In this article, the mechanical properties of biocomposites reinforced with kenaf fibers/nanographene in the field of polypropylene with the addition of PP-G-MA compatibilizer have been investigated. Response surface method (RSM) with Box-Behnken Design (BBD) has been used to investigate and present a mathematical model for the behavior of biocomposite according to the parameters of weight percentage of Kenaf fibers, nanographene, and PP-G-MA. The behavior of the samples was analyzed under tensile, bending, and impact tests, and the results were confirmed using FE-SEM images. The failure surface of the samples showed that the main mechanism in improving the behavior of the introduced biocomposite is the failure of the fibers and their separation along with the stretching of the fibers from the base material. The multi-objective optimization process was performed using two methods metaheuristic and utility function. Optimization was carried out to increase flexural strength, impact resistance, and tensile strength while simultaneously reducing the weight of the specimens. The weight percentages of fibers, nanoparticles, and compatibilizer were defined as the variables of the problem. The results showed that the values of the biocomposite sample in the optimal state for three mechanical properties including tensile, impact, and bending strength are 28.5 MPa, 92.29 J/m, and 50 MPa respectively. At the end of the optimal mode, it showed that the weight of the biocomposite can be reduced by 32%.

    Keywords: Mechanical Properties, Optimization, Design Of Experiment, Compatibilizer, Natural Fibers}
  • وحید مدانلو*، یاسر تقی پور لاهیجانی، احمد مشایخی، بهنام آخوندی
    در این مقاله، خیز نانوتیرهای کرومی با استفاده از روش طراحی آزمایشها بررسی شده است. با استفاده از روش فاکتوریل کامل، تعداد 100 آزمایش طراحی شده که در آن طول و نیروی وارد بر نانوتیر به ترتیب در 25 و 4 سطح به عنوان متغیرهای ورودی و خیز نانوتیر به عنوان خروجی در نظر گرفته شد. در ابتدا، از هر 4 سطح نیرو (8، 5/9، 11 و 5/12 نانونیوتن)، برای تحلیل استفاده شده و معادلاتی بسته برای تخمین خیز نانوتیر حاصل شد. نتایج نشان داد که تاثیر طول نانوتیر بیشتر از نیروی وارد بر نانوتیر است به طوری که با افزایش طول، میزان خیز به صورت درجه سه تغییر می کند. مدل رگرسیون درجه سوم، با دقت بالایی خیز نانوتیر را پیش بینی کرده و میزان خطای آن نسبت به مدلهای رگرسیون درجه اول و دوم کمتر است. در ادامه، از دو سطح نیرو (8 و 11 نانونیوتن) برای تحلیل استفاده شده و معادلات جدیدی برای تخمین خیز نانو تیر حاصل شد. از معادلات جدید برای درون یابی و برون یابی خیز نانوتیر به ترتیب در نیروهای 5/9 و 5/12 نانونیوتن استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل رگرسیون با استفاده از دو سطح نیرو نیز با دقت زیادی میزان خیز نانوتیر را پیش بینی می کند. نتایج این تحقیق نشان داد که بدون نیاز به انجام آزمایشهای بیشتر و صرف هزینه، یا انجام محاسبات پیچیده و حل معادلات دیفرانسیل، می توان خیز نانوتیر را با فرمول هایی جبری و با دقت بالا تخمین زد.
    کلید واژگان: نانوتیر, خیز بزرگ, مدل رگرسیون, طراحی آزمایش}
    Vahid Modanloo *, Yasser Taghipour Lahijani, Ahmad Mashayekhi, Behnam Akhoundi
    This paper investigates the deflection of chromium nanobeams using the design of experiments method. Using the full factorial method, a number of 100 experiments were designed in which the length and the force on the nanobeam were considered input variables at 25 and 4 levels, respectively and the deflection of the nanobeam was considered output. First, all 4 force levels (8, 9.5, 11, and 12.5 nN) were used for the analysis, and closed-form equations were obtained to estimate the deflection of the nanobeam. The results showed that the effect of the length is more than the force, by increasing the length so that the deflection changes with third degree. The third-order regression model predicts the deflection with high accuracy, and its error value is lower than the first and second-order regression models. Afterward, two levels of force (8 and 11 nN) were used for analysis, and new equations were obtained to estimate the deflection of the nanobeam. The new equations were used for interpolation and extrapolation of the nanobeam's deflection in forces of 9.5 and 12.5 nN, respectively. The results demonstrated that the regression model using two force levels accurately predicts the deflections of nanobeams as well. The results of this research demonstrated that it is possible to estimate the nanobeam's deflection without the need to perform more experiments and spend cost, perform complex calculations, and solve differential equations; the nanobeam's deflection can be accurately estimated with algebraic formulas.
    Keywords: Nanobeam, Large Deflection, Regression model, Design of Experiment}
  • سبحان امامی کوپائی*، علیرضا شیرنشان، سید احسان میراحمدی، سید حمیدرضا میر احمدی
    میدان جریان احتراقی در مشعل های اجاق گاز خانگی نقش اساسی در ساختار و شکل شعله، توزیع گرادیان دما و در نتیجه بازده حرارتی و میزان انتشار آلاینده ها بازی می کند. به طور مسلم، دست یابی به یک مدل عددی معتبر فهم این جریان پیچیده و عوامل موثر بر آن را آسان تر می نماید. به منظور ارایه یک شبیه سازی عددی معتبر، در ابتدا بازده حرارتی مشعل مورد نظر در بازه فشاری 12 تا 24 میلی بار به صورت تجربی آزموده شد. سپس اعتبار نتایج به دست آمده از شبیه سازی عددی در مقایسه با نتایج تجربی سنجیده شد که اعتبار خوب مدل سازی عددی حاضر را نشان داد. همچنین جهت بررسی اثر هم زمان و متقابل عوامل مختلف نظیر: فشار منبع گاز، دمای اولیه مخلوط و فاصله ظرف آزمون تا مشعل (ارتفاع بار) بر بازده حرارتی، توان مشعل، نسبت شار حرارتی تشعشعی به شار کل و میزان انتشار CO از روش طراحی آزمایش سطح پاسخ در مسیله حاضر استفاده شد. 20 حالت پیشنهاد شده توسط این الگوریتم به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته و کانتورهای به دست آمده بر اساس مدل های رگرسیونی برازش شده برای پارامترهای خروجی استخراج شدند. مطابق نتایج اگرچه افزایش فشار توان حرارتی مشعل را افزایش داده، اما باعث کاهش بازده حرارتی آن می شود. با کاهش فشار گاز طبیعی دمای شعله افزایش یافته و قله های دمایی به یکدیگر نزدیک می شوند. در حقیقت تمرکز شعله با کاهش فشار افزایش یافته و در نتیجه بازده حرارتی افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان داد که با افزایش فشار انتشار گاز CO کاهش می یابد.
    کلید واژگان: بازده حرارتی, ارتفاع بار, انتشار آلاینده ها, طراحی آزمایش, روش سطح پاسخ}
    Sobhan Emami *, Alireza Shirneshan, Seyed Ehsan Mirahmadi, Seyed Hamidreza Mirahmadi
    The combustion flow field in domestic gas stove burners plays a fundamental role in the structure and shape of the flame, the distribution of the temperature gradient, and, consequently, the thermal efficiency and emission of pollutants. Obtaining a valid numerical model makes it easier to understand this complex flow and its influencing factors. To provide a valid numerical simulation, the thermal efficiency of the burner was experimentally tested in the pressure range of 12 to 24 mbar. The validity of the numerical results was then examined by comparing them with the experimental results. Additionally, the response surface methodology was utilized to investigate the simultaneous and mutual effects of various factors such as gas source pressure, initial temperature of the mixture, and load height on thermal efficiency, burner thermal power, the ratio of radiant heat flux to total flux, and the amount of CO emission. The algorithm proposed 20 cases that were numerically investigated, and the obtained contours were extracted based on the fitted regression models for the output parameters. The results show that although increasing the pressure increases the thermal power of the burner, it decreases its thermal efficiency. As the pressure of natural gas decreases, the flame temperature increases and the temperature peaks approach each other. In fact, the concentration of the flame increases with the decrease in pressure, and as a result, the thermal efficiency increases. Additionally, the results show that CO gas emission decreases with increasing pressure.
    .
    Keywords: Thermal efficiency, Load height, Pollutant Emissions, Design of experiments, Response Surface Methodology}
  • امیرحمزه فرج الهی*، محسن رستمی، محمدرضا هاشمی نسب، مجتبی لک، افشین شجاعیان
    در پژوهش حاضر به مطالعه تاثیر شرایط عملکردی مختلف بر راندمان یک پهپاد با پیشرانش پیل سوختی غشای پلیمری با استفاده از روش طراحی آزمایش پرداخته شده است.بدین منظور ضمن طراحی یک سیکل ترمودینامیکی بر مبنای مطالعات گذشته،استک پیل سوختی مفروض به صورت صفربعدی شبیه سازی و مدل عددی اعتبارسنجی شده است.در ادامه معادلات ترمودینامیکی حاکم برای کلیه اجزای سیکل نوشته شده و راندمان استک پیل سوختی و سیستم محاسبه گردیده است.به منظور بررسی تاثیر شرایط عملیاتی مختلف بر راندمان پیل سوختی و سیستم و بهینه سازی، روش رویه پاسخ و طرح مرکب مرکزی مورد استفاده قرار گرفته است. بدین منظور ارتفاع عملیاتی، فشار کاری و نرخ استوکیومتری کاتد به عنوان پارامترهای مستقل ورودی و راندمان استک پیل سوختی و کل سیکل ترمودینامیکی به عنوان پاسخ درنظر گرفته شده اند. نتایج این مطالعه نشان می دهد که افزایش فشار کاری سبب افزایش راندمان استک پیل سوختی و سیکل به ترتیب به میزان٪5/3 و ٪5/14 می شود. از سوی دیگر هرچند افزایش استوکیومتری کاتد بهبود عملکرد پیل سوختی را درپی دارد،اما سبب کاهش شدید (حداکثر ٪6/30) راندمان سیکل می گردد. بررسی تاثیر ارتفاع عملیاتی بیانگر این نتیجه است که اثرات افزایش ارتفاع برراندمان پیل سوختی قابل صرفنظر است، اما با افزایش ارتفاع عملیاتی راندمان سیکل بیش از ٪30 کاهش می یابد برمبنای نتایج این مطالعه در هر ارتفاع عملیاتی برای یک پهپاد،بیشترین راندمان زمانی حاصل می شود که فشار کاری در کران بالا و نرخ استوکیومتری کاتد در کران پایین قرار گیرند.
    کلید واژگان: پیل سوختی غشای پلیمری, هواپیمای بدون سرنشین, ارتفاع پرواز, طراحی آزمایش, روش رویه پاسخ}
    Amirhamzeh Farajollahi *, Mohsen Rostami, Mohammareza Hasheminasab, Mojtaba Lak, Afshin Shojaian
    In this research, the effect of various operating conditions on the performance of an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) with a PEMFC propulsion system is surveyed using a statistical approach, namely the Design of Experiment technique (DOE). This process starts by designing a thermodynamic cycle for UAV based on the literature review. Then, a zero-dimensional model is established to simulate the PEMFC’s performance. After validating the developed model for PEMFC, mass and energy balance equations are employed for all components of the thermodynamic cycle to calculate the efficiency of PEMFC and the system simultaneously. Afterward, the Response Surface Method (RSM) is used to design appropriate tests to study the influence of independent variables, i.e., altitude, operating pressure, and cathode stoichiometry, on the efficiency of PEMFC and system. Results indicate that increasing operating pressure improves the efficiency parameter for both the PEMFC and the system 3.5% and 14.5% respectively. Although increasing cathode stoichiometry augments the PEMFC efficiency, it plummets the system efficiency up to 30.6%. In addition, the influence of operating altitude on the PEMFC efficiency is negligible, while it causes a substantial decline in the system efficiency (more than 30%). As proved, at any desired operating altitude, maximum efficiency for the system obtains when the operating pressure and cathode stoichiometry are set at their maximum and minimum bound, respectively.
    Keywords: PEM fuel cell (PEMFC), Unmanned Aerial Vehicle (UAV), Operating altitude, Design of Experiment (DOE), Response Surface Method (RSM)}
  • بهزاد عباس زاده، محمد مراد شیخی*، محمد مقداد فلاح، سید محمد عرب

    یکی از روش های استحکام بخشی و افزایش سختی مواد، اصلاح ریزساختار با کمک فرآیندهای تغییر شکل پلاستیک شدید می باشد. ازجمله روش های تغییر شکل پلاستیک شدید، روش پرس در کانال زاویه دار همسان((ECAP می باشد. دو موضوع بسیار کلیدی شامل (1) نیروی سنبه مورد نیاز بسیار زیاد، و (2) کمانش سنبه قالب مانع استفاده گسترده از این روش در صنعت شده است. در این مقاله طرح جدیدی برای سنبه قالبECAP ارایه شده، که علاوه بر کاهش نیروی سنبه، مشکل کمانش سنبه نیز حل می شود. هدف اصلی در این مقاله، بررسی تاثیر پارامترهای فرایند شامل دمای فرآیند (100-200-300) بر حسب درجه سیلسیوس، روانکاری (خشک و گرافیت) و تعداد مرحله (1-2-3) بر سختی نمونه آلیاژ 7075 آلومینیوم و تعیین سطوح بهینه آنها در طرح جدید قالب ECAP می باشد. در این مطالعه به منظور گردآوری داده های تجربی از طرح تاگوچی استفاده شده است. با استفاده از نسبت S/N، سطوح بهینه پارامترها به منظور بیشینه کردن سختی ماده تعیین شده اند. براساس تحلیل واریانس به ترتیب دمای فرآیند و تعداد پاس بیشترین تاثیر را در میزان سختی قطعه خروجی دارد. ولی شرایط روانکاری تاثیر معنی داری در میزان سختی قطعه کار خروجی ندارد.

    کلید واژگان: تغییر شکل پلاستیک شدید, ECAP, سختی, نسبت سیگنال به نویز, طراحی آزمایش, تحلیل واریانس}
    B. Abbaszadeh, M. M. Sheikhi *, M. Meghdad Fallah, S. M. Arab

    One of the main methods for strengthening and increasing the hardness of the materials is the use of the severe plastic deformation (SPD) processes. Equal channel angular pressing (ECAP) method is one of the SPD methods. Two challenging issues including (1) the very high required punching force, and (2) the deflection of the punch restrict the application of the method in industry. In this paper, a new design of ECAP process is proposed, which in addition to reducing the punching force, eliminates the deflection problem. The main purpose of this paper is to investigate the effect of the process parameters including process temperature (100- 200-300) ° C, lubrication (dry and graphite) and the number of ECAP passes (1-2-3) on the hardness of 7075 aluminum material and determining their optimal levels. The Taguchi design is used for design of experiment and the S/N ratio is used to find the optimal levels of the parameters and to maximize the hardness of the material. Based on the analysis of the variance, the process temperature and the number of ECAP passes have the greatest effect on the hardness of the post ECAP samples. However, the lubrication condition has not a significant effect on the hardness of the post ECAP samples in all temperatures.

    Keywords: Severe Plastic Deformation, ECAP, Hardness, Signal to noise ratio, design of experiment, analysis of variance}
  • رسول درخشان فرد، علی نورعلی، معین طاهری*، حامد صفی خانی
    سیکلون ها دستگاه هایی هستند که برای جدا سازی دو یا چند فاز از یکدیگر بکار می روند. سیکلون ها سیستم های جمع آوری ذرات مبتنی بر نیروی گریزازمرکز هستند که از اثر گردبادی برای جداکردن ذرات جامد از جریان گاز استفاده می کنند. در این مقاله به بررسی تاثیر 5 پارامتر ورودی سیکلون که شامل ارتفاع ورودی، عرض ورودی، قطر خروجی، ارتفاع کل سیکلون و ارتفاع بدنه سیکلون بر دو پارامتر خروجی شامل افت فشار و قطر برشی است، از طریق معادله رگرسیون آنها و آنالیز حساسیت آماری سوبل پرداخته شده است. تاکنون تاثیر این 5 پارامتر بر روی این خروجی ها از طریق آنالیز حساسیت آماری سوبل بررسی نشده است. نتایج نشان می دهد که به ترتیب عرض ورودی با 40%، ارتفاع ورودی با 36% و قطر خروجی با 24% بیشترین تاثیر را روی افت فشار داشته اند و ارتفاع سیکلون و ارتفاع بدنه تاثیری بر افت فشار نداشته اند. از طرفی عرض ورودی با 40%، ارتفاع ورودی 38%، ارتفاع کل سیکلون 12% و ارتفاع بدنه سیکلون با 10%، به ترتیب بیشترین تاثیر را روی قطر برشی داشته و قطر خروجی سیکلون تاثیری روی قطر برشی نداشته است.
    کلید واژگان: سیکلون مربعی, طراحی آزمایش, آنالیز حساسیت, سوبل}
    Rasoul Derakhshanfard, Ali Nourali, Moein Taheri *, Hamed Safikhani
    Cyclones are devices used to separate two or more phases from each other. Cyclones are centrifugal particle collection systems that use the effect of a tornado to separate solid particles from the gas stream. The purpose of this article is to investigate the effect of 5 inlet parameters including inlet height, inlet width, outlet diameter, total cyclone height and body cyclone height on both pressure outlet and cut-off diameter. These parameters have not yet been investigated by Sobel analysis. In this article, the effect of 5 cyclone inlet parameters including inlet height, inlet width, outlet diameter, total cyclone height and cyclone body height on two outlet parameters including pressure drop and shear diameter was investigated through their regression equation and Sobel statistical sensitivity analysis. So far, the effect of these 5 parameters on these outputs has not been investigated through Sobel statistical sensitivity analysis. The results show that inlet width with 40%, inlet height with 36% and outlet diameter with 24% had the greatest effect on pressure drop, respectively, and the height of the cyclone and the square height of the body had no effect on pressure. On the other hand, the inlet height with 40%, the inlet height with 38%, the height of the cyclone with 12% and the body height of the cyclone with 10% have the greatest effect on the shear diameter, respectively, and the cyclone outlet diameter has no effect on the cut-off diameter.
    Keywords: Square cyclone, Experiment design, Sensitivity analysis, Sobol}
  • محمد خلیلی*، معین طاهری، حسن هوشنگی، فائزه شاکری، امیررضا طهماسبی
    تامین آب شیرین همواره یکی از مهم ترین دغدغه های بشر بوده و روش های مختلفی برای رفع این دغدغه مورداستفاده قرار گرفته است. از ساده ترین دستگاه های ساخته شده تصفیه آب شور به کمک انرژی خورشید، دستگاه آب شیرین کن خورشیدی پلکانی است. در این پژوهش به بررسی تجربی تاثیر استفاده از پارچه به عنوان ماده جاذب و متغیرهای مربوط به آن بر میزان تولید آب شیرین پرداخته شده است. در این راستا یک دستگاه آب شیرین کن خورشیدی پلکانی ساخته شده و متغیرهای مرتبط با پارچه و بر همکنش آن ها مورد آزمایش قرار گرفته است. متغیرهای بررسی شده در آزمایش عبارت اند از: جنس پارچه، رنگ پارچه، تعداد لایه های پارچه در سطح پلکان دستگاه، زاویه پارچه نسبت به سطح پلکان و ارتفاع سرریز آب در هر پله. طراحی آزمایش ها به روش تاگوچی انجام گرفته است. از میان متغیرهای بررسی شده، رنگ و جنس پارچه به عنوان موثرترین عوامل بر افزایش حجم آب شیرین مشخص شده اند. بر اساس نتایج به دست آمده، بیشترین استحصال آب در طول روز به میزان 2790 میلی لیتر بر مترمربع با استفاده از پارچه از جنس تنظیف سیاه در سه لایه و با زاویه 90 درجه نسبت به سطح پله و همچنین با ارتفاع سرریز آب 1 سانتی متر بوده است.
    کلید واژگان: آب شیرین کن خورشیدی پلکانی, افزایش استحصال شیرین سازی, پارچه جاذب, طراحی آزمایش, روش تاگوچی.}
    Mohammad Khalili *, Moein Taheri, Hasan Hoshangi, Faezeh Shakeri, Amirreza Tahmasbi
    Providing fresh water has been one of the most important concerns of mankind and various methods have been used to solve this concern. In this regard, one of the simplest devices is the stepped solar still. In this research, the effect of using fabric as an absorbent material and its related parameters on the amount of freshwater production has been investigated experimentally. In this regard, stepped solar still has been built and the parameters related to the fabric and their interactions have been tested. These parameters were: type, color, number of layers, and the angle of the fabric relative to the surface of the steps, as well as the height of the water weir in each step. The experiments were designed using the Taguchi method. Among the examined parameters, the color and the material of the fabric have been identified as the most effective factors in increasing the volume of produced fresh water. The results showed that the maximum water production during the day was 2790 ml/m2 using black cotton fabric in three layers with an angle of 90 degrees relative to the steps' surface and a water weir height of 1 cm.
    Keywords: stepped solar still, increasing desalination efficiency, absorbent fabric, Design of Experiment, Taguchi method}
  • محمد خلیلی*، معین طاهری، مهدی غلامی

    افزایش جمعیت و کمبود آب شیرین، انسان را به اندیشیدن درباره منابع جدید انرژی، خصوصا منابع انرژی تجدیدپذیر سوق داده است. در این پژوهش از دستگاه آب شیرین کن پلکانی برای تولید آب آشامیدنی استفاده شده است. برای بهبود عملکرد دستگاه از پارچه های جاذب برای افزایش سطح انتقال گرما بین آب شور و محیط و در نتیجه افزایش تبخیر و تولید آب شیرین استفاده شده است. پنج متغیر دبی ورودی آب شور، جنس، تعداد لایه، رنگ و زاویه قرارگیری پارچه به صورت هم زمان مورد آزمایش قرار گرفته است. آزمایش ها در سه دبی 50، 100 و 150 میلی لیتر بر دقیقه و در زاویه های 30، 60 و 90 درجه با استفاده از پارچه هایی از سه جنس متفاوت در سه لایه مختلف انجام شده اند. همچنین سه رنگ سفید، قهوه ای و مشکی برای پارچه ها در نظر گرفته شده است. طراحی آزمایش در این تحقیق به روش سطح پاسخ انجام شده و 27 آزمایش را مورد بررسی قرار داده است. نتایج تاثیر رنگ مشکی، جنس شماره یک با بیشترین میزان جذب آب، تعداد لایه های بیشتر، زاویه پارچه بزرگ تر و کاهش دبی در افزایش آب شیرین تولیدی را نشان دادند.

    کلید واژگان: بررسی تجربی, پارچه جاذب, آب شیرین کن خورشیدی پلکانی, نمک زدایی, طراحی آزمایش, پاسخ سطح}
    M. Khalili, M. Taheri, M. Gholami

    Population growth and freshwater scarcity have led people to think about renewable energy sources. In this research, a stepped solar still has been used to produce drinking water. In order to improve the device's performance, absorbent fabrics were utilised to increase the heat transfer area between the saline water and the environment, resulting in increased evaporation and fresh water production. Water inlet flow rate, fabric material, fabric thickness or number of layers, fabric colour, and fabric placement angle are all variables that have been used at the same time. Three different fabrics in three different layers were used in the experiments, with flow rates of 50, 100, and 150 ml/min and angles of 30, 60, and 90 degrees. There were also three colours for fabrics: white, brown, and black. The response level approach was used for the design of the experiments in this study, and 27 experiments were examined. The findings revealed that the black color, material # 1 with the highest water absorption, more layers, larger angles of fabrics, and lowering the flow rate all had an effect on increasing the amount of fresh water produced.

    Keywords: Experimental study, absorbent fabric, stepped solar still, desalination, design of experiment, surface response}
  • حمیدرضا جعفری بوانلو، فرید شاهمیری*، یوسف عباسی

    در این مقاله نتایج طراحی روتور اصلی بهینه با هدف دستیابی به توان مورد نیاز کمینه، نسبت برآ به پسای و چالاکی بیشینه با استفاده از تکنیک بهینه سازی عددی برای بالگرد با یک روتور اصلی در مانور مارپیچ ارایه می شود. فرآیند بهینه سازی اساسا مبتنی بر روش پاسخ سطح، طراحی آزمایش به روش بهینه I، شبیه سازی معکوس بالگرد، توسعه مدل ریاضی عملکرد، تبدیل مساله بهینه سازی چند هدفه به مساله تک هدفه با استفاده از تابع مطلوبیت و نهایتا یافتن حل عددی بهینه است. تاثیر پارامترهای طراحی شامل وزن بالگرد و مشخصات هندسی پره های روتور اصلی (وتر پره، نسبت باریک شوندگی پره، نقطه شروع باریک شوندگی روی پره و پیچش پره) بر کارآیی و خوش دستی بالگرد مورد بررسی قرار می گیرد. پاسخ های سیستم از طریق شبیه سازی معکوس شش درجه آزادی (غیرخطی) با مدل آیرودینامیک شبه دایم روتور اصلی استخراج می شود. بدیهی است با فرایند مطرح در این تحقیق، تحلیل و بررسی دقیق پارامترهای طراحی روتور اصلی و اثرات متقابل آن ها بر پاسخ های عملکردی بالگردها امکان پذیر شده و این موجب کاهش زمان و هزینه طراحی پره های مدرن برای روتور اصلی می شود. نتایج حاصل نشان می دهد که پره بهینه با مشخصات هندسی مشخص، توان مورد نیاز بالگرد در مانور مارپیچ را در حدود 7 درصد کاهش داده و نسبت برآ به پسا و تندی رول بالگرد را به ترتیب 10 و 36 درصد نسبت به بالگرد با پره مستطیلی با ایرفویل ناکا 0012 افزایش می دهد که این نشانگر بهبود قابل ملاحظه در طراحی پره های روتور اصلی محسوب می شود.

    کلید واژگان: بالگرد, طراحی آزمایش, شبیه سازی معکوس, بهینه سازی}
    HamidReza Jafari, Farid Shahmiri *, Yousef Abbasi

    An investigation has been conducted to determine the optimum blade planform required to minimize the rotor power, maximize the lift-to-drag ratio, and maximize roll attitude quickness of the helicopter using numerical optimization techniques. The optimization process is based on response surface method, I-optimal design expriment, and helicopter inverse simulation program (HISP), developing mathematical model of performance, and Turning a multi-objective optimization problem into a one-objective problem using Desirability approach that the optimal numerical solution will eventually be calculated. The effects of helicopter weight and blade planform parameters (i.e., root chord, taper ratio, the taper starting point on the blade, and blade twist) on the performance and handling quality of the helicopter are therefore investigated. Responses of helicopter were obtained through a HISP developed for rotors with quasi-steady aerodynamic formulations. The resulting system provides a systematic evaluation to examine the rotor blade design variables and their interactions, thus reducing the time and cost of designing rotor blades. The results also confirm that the optimum tapered blade lowers the power required by about 7% and enhances the lift-to-drag ratio and roll attitude quickness up to 10% and 36% with a satisfactory improvement relative to the helicopter with rectangular planform a NACA 0012 cross-section in slalom maneuver, which is a good improvement for rotor blade design.

    Keywords: Helicopter, Experimental Design, Inverse simulation, optimization}
  • Rasouli S.A, Vahdati M, Jaberi A.E

    Magnetic abrasive finishing process (MAF) is one of the latest advanced machining processes. After eight decades have passed since the registration of the magnetic abrasive polishing process, the applicability of this method has been proven in finishing all kinds of surfaces, including flat, cylindrical and free surfaces. In this research, the influence of MAF process movement parameters on the concave surface of cold-worked steel has been investigated experimentally using the response surface method. These parameters include rotational speed, linear speed, gap between abrasive brush and workpiece, magnetic flux density and curvature angle. For this purpose, a spherical head magnet is used and the powder used is prepared by mechanical alloying method. Cold-worked steel is used in the manufacture of roll forming molds, which is used in air engines to shape compressor and turbine blades, and also to investigate the feasibility of the MAF process on the workpiece surface with high hardness and yield stress, such as Cold work steel is selected. According to the results, the optimal value of the magnetic flux density is 0.55 tesla, and with the increase of the distance between the abrasive brush and the workpiece, the surface roughness changes initially increase and decrease after passing the optimal value.

    Keywords: Magnetic abrasive finishing, machining, steel, concave surface, free surface, Design of Experiments, response surface method}
  • Mirafzali SMB, Hasanabadi A, Afshari H

    Today, additive manufacturing methods have found wide applications in various industries due to their many advantages, including not needing tools and molds, as well as short production time. Among these methods, the FDM process is widely used due to its cheapness and ease of production. As a result, it is very important to discover the relationship between the mechanical properties of the product produced in this way and the parameters used in the process. In this research, the effects of layer lamination angle, infill extrusion width and layer thickness on the normal force and tensile strength of PLA printed samples are examined. In order to investigate the effects of the parameters, the design of experiment, using surface response and Box-Benken method was used with the help of Minitab software. The results of the tests show that the maximum tensile strength and normal tensile force of the printed samples were equal to 38.36 MPa and 1.50 kN, respectively, which is at zero-degree lamination angle, infill extrusion width of 150% and the thickness of the layer 0.3 mm.

    Keywords: Fused Deposition Modeling, Tensile Strength, PLA Material, Design of Experiment}
  • علیرضا نیکروان، فرهاد کلاهان*، محمود شریعتی

    به دلیل اهمیت اتصال در تجهیزات تحت فشار و قابلیت های جوش لیزر، در این تحقیق به بررسی تجربی و تحلیل پارامترهای لیزر پالسی برای جوشکاری لوله های فولادی زنگ نزن AISI316L پرداخته ایم. در این راستا فیکسچری برای موقعیت دهی لوله، طراحی و پس از ساخت روی ماشین لیزر نصب گردید. متغیرهای ورودی شامل پارامترهای تنظیمی پرتوی لیزر (شدت جریان، پهنای پالس، فرکانس) می باشند. همزمان با آن ها اثر دو پارامتر دیگر (سرعت دورانی و نیروی فشاری وارد به درز تماس دو  لوله در حال جوشکاری) نیز بررسی شده است. متغیرهای پاسخ (خروجی ها) شامل عرض، عمق نفوذ و استحکام جوش می باشند. داده های تجربی با اجرای آزمایش های طرح 27L تاگوچی جمع آوری شدند. سپس با برازش توابع رگرسیونی مختلف بر داده ها، رابطه بین متغیرهای ورودی با  هر یک از مشخصه های خروجی برقرار گردید. بر اساس تجزیه و تحلیل واریانس، دو پارامتر پهنای پالس و شدت جریان با مجموع بیش از 70% مشارکت، در تغییر هر سه مشخصه خروجی تاثیر غالب دارند. همچنین نیروی اعمالی به درز تماس فقط بر عمق نفوذ و استحکام جوش موثر است. در بهینه سازی چند هدفه با توجه به ترتیب اهمیت متغیرهای خروجی (1-استحکام، 2-عمق نفوذ 3-عرض جوش)، سطح بهینه پارامترهای ورودی تعیین گردید. در پایان نمونه بهینه ای با جوشکاری لیزر ساخته شد که در مقایسه با نمونه های طرح آزمایش ، عمق نفوذ آن با ضخامت دیواره لوله متناسب تر، منحنی مرزهای جوش یکنواخت تر و استحکام آن به فلز پایه نزدیک تر می باشد.

    کلید واژگان: جوشکاری لیزر, طراحی آزمایش, مدلسازی رگرسیونی, آنالیز واریانس, بهینه سازی}
    AliReza Nikravan, Farhad Kolahan*, Mahmoud Shariati

    Due to the importance of the joints in the pressurized instruments and the abilities of the laser welding in this study, the welding of AISI316L tubes have been studied and analyzed. In this regard a fixture has been drawn in order to positioning of the tubes and fixed on the welding desk. The welding input parameters includes the laser welding adjusting variables, includes (welding current, welding pulse width, and welding frequency). Moreover, the effect of the two other variables (rotating speed and the force applied to the welding seam) has also been studied. The welding output characteristics comprises the welding width, depth of penetration and welding strength. The experimental data has been collected using L27 Taguchi design. The relation between the process input variables and output characteristics has been established using different regression models. Based on the analysis of variance (ANOVA) results, pulse width and welding current with 70% contribution have an influential effect on all the three response characteristics. Moreover, the seam force has only the influential effect on the depth of penetration and strength. Next, in optimization step based on the importance of the process characteristics (strength, depth of penetration, welding width), the optimized levels have been determined. At the end, the optimized condition has been conducted using laser welding, in comparison of which the samples in the design matrix, the welding depth has a close relation with the thickness of the wall, the welding boundaries smother and the strength has a close value to the base metal.

    Keywords: Laser welding, Design Of Experiment, regression modeling, analysis of variance, optimization}
  • مجید عالی پور، فاطمه قدیری مدرس*

    در مطالعه حاضر عملکرد حرارتی سمت هوای کندانسور (مبدل حرارتی فشرده) خودرویی در حالت سه بعدی و بر اساس طراحی آزمایش (DOE)، شبیه سازی عددی شده است. بدین منظور مطالعه و بررسی بر پارامترهای هندسی موثر همچون گام پره، گام لوورها، زاویه لوورها، ارتفاع و عرض پره و تاثیراتشان بر عملکرد حرارتی کندانسور معطوف شده است.  برای پارامترهای موثر بر عملکرد مبدل حرارتی فشرده از جمله ضریب انتقال حرارت سمت هوا و افت فشار استاتیکی و دیگر پارامترهای حرارتی بر اساس طراحی آزمایش، روابطی استخراج شده است که با کمترین خطا، هزینه محاسباتی را کاهش می دهد. نتایج به صورت کمی نشان می دهند که با افزایش طول پره، زاویه و گام لوور و همچنین کاهش گام پره، میزان انتقال حرارت تا حدود 42% افزایش می یابد. همچنین نتایج مربوط به مشخصه های انتقال حرارت و افت فشار نسبت به نتایج عددی اخیر برای دفع حرارت تا 1/8%، برای ضریب انتقال حرارت به طور میانگین تا 5% و برای افت فشار تا 5/10% بهبود یافت. علاوه بر موارد هندسی، مطالعات پارامتری از جمله اثر دمای محیط، دمای دیواره حرارتی کندانسور و سرعت خودرو بر عملکرد حرارتی و افت فشار خودرو نیز بررسی گردیده است.

    کلید واژگان: کندانسور خودرو, بهبود عملکرد حرارتی, طراحی آزمایش, مبدل حرارتی فشرده, سمت هوا, پره کنگره ای}
    Majid Alipour, Fatemeh Ghadiri Modarres

    In the present study, the thermal performance of the air-side compact heat exchanger of an automotive condenser in the three-dimensional model has been numerically simulated based on the design of experiment (DOE). For this purpose, the effective geometrical parameters such as fin pitch, louvre pitch, louvre angle, fin height and fin width and their effects on condenser thermal performance are studied and investigated. Finally, for parameters effective on the compact heat exchanger operation, such as air-side heat transfer coefficient, static pressure drop and other thermal parameters, relationships are extracted based on the design of experiment which decrease the computational cost with the least error. The results show quantitatively that by increasing the fin length, louver angle, louver pitch and decreasing the fin pitch, the heat transfer rate increases by about 42%. Also, the results show that the heat dissipation, heat transfer coefficient and pressure drop, have improved by 8.1%, 5% and 10.5% respectively compared to recent numerical results. Eventually parametric studies including the effect of ambient temperature, condenser wall temperature and vehicle speed on thermal performance and pressure drop are presented.

    Keywords: Automotive Condenser, Improved thermal performance, Design of Experiment (DOE), Compact heat exchanger, Louver-Fin, Air-side}
  • سید علیرضا رسولی*، مهرداد وحدتی، امیر احسان جابری

    در فرآیند پرداخت کاری با ذرات ساینده مغناطیسی، پارامترهای متعددی بر صافی سطح نهایی قطعه تاثیر گذارند. این پارامترها شامل ویژگی های مربوط به شرایط ماشین-کاری، خصوصیات قطعه کار و یا ویژگی های پودر ساینده هستند. مقاله حاضر،به تاثیر پارامتر های حرکتی فرآیندMAF، بر سطح محدب و مقعر آلومنیوم آلیاژی بصورت تجربی، پرداخته است. این پارامتر ها شامل سرعت دورانی، سرعت خطی، فاصله برس ساینده تا قطعه کار (گپ)، چگالی شار مغناطیسی و زاویه انحنا می باشد. برای این منظور از آهنربای سر کروی استفاده شده و پودر مورد استفاده از روش آلیاژ سازی مکانیکی تهیه شده است. همچنین، از استراتژی حرکتی رستر صفر درجه دو طرفه برای مسیر حرکت ابزار، استفاده شده است. طراحی آزمایش با استفاده از نرم افزار مینی تب انجام شد. با توجه به نتایج آنالیز واریانس، مشخص شد که تمامی فاکتورهای اصلی و یا تداخل آن ها موثر می باشند. همچنین، تغییرات زبری بر سطح محدب بیشتر از سطح مقعر می باشد. در سطح محدب با افزایش زاویه انحنا، تغییرات زبری کاهش پیدا می کند. بر سطح محدب قطعه کار با افزایش چگالی شار مغناطیسی، افزایش تغییرات زبری سطح رخ داده است، در حالی که در سطح مقعر با گذشت از چگالی شار مغناطیسی 53/0 تسلا، توقف در پیشرفت تغییرات زبری رخ می دهد. نحوه تاثیر سرعت پیشروی در سطح محدب و مقعر قطعه کار یکسان می باشد و با افزایش سرعت دورانی از 125 تا 2000 (دور بر دقیقه)، تغییرات زبری سطح مقعر قطعه کار 57درصد، افزایش می یابد.

    کلید واژگان: پرداخت کاری سایشی مغناطیسی, پارامتر های حرکتی, سطح آزاد, آلومنیوم آلیاژی, طراحی آزمایش}
    Seyedalireza RASOULI *, Mehrdad Vahdati, Amire Ehsan Jaberi

    In the process of polishing with magnetic abrasive particles, several parameters affect the smoothness of the final surface of the part. These parameters include properties related to machining conditions, workpiece properties, or abrasive powder properties. The present paper deals with the effect of the kinetic parameters of the MAF process on the convex and concave surface of aluminum alloy experimentally. These parameters include rotational velocity, linear velocity, abrasive brush distance to the workpiece (gap), magnetic flux density, and angle of curvature. For this purpose, a spherical head magnet was used and the powder used was prepared by mechanical alloying method. Also, the two-way zero-degree raster movement strategy is used for the tool movement path. The experiment was designed using miniatub software. According to the results of analysis of variance, it was found that all the main factors or their interaction are effective. Also, the roughness changes on the convex surface are more than the concave surface. On the convex surface, the roughness changes with increasing curvature angle. On the convex surface of the workpiece, with increasing magnetic flux density, there is an increase in surface roughness changes, while on the concave surface, passing the magnetic flux density of 0.53 Tesla, the progression of roughness changes occurs. The effect of velocity on the convex and concave surfaces of the workpiece is the same, and with increasing rotational speed from 125 to 2000 (rpm), the roughness changes of the concave surface of the workpiece increase by 57%.

    Keywords: Magnetic abrasive finishing, Machining Parameters, Free surface, Aluminum alloy . Experimental design}
  • علی اسماعیلی*، امیر باقری، حسین جباری

    نیروی پیشران در وسایل پرنده بدون سرنشین معمولا توسط ملخ ها تامین می شود. یک پرنده بدون سرنشین برای انجام عملیات مختلف نیازمند بیشینه بودن نیروی پیشرانش و درعین حال کمینه بودن نیروی پسا است. عملکرد این وسیله پرنده می تواند تحت تاثیر اسپینر ملخ باشد. در صورت تحلیل صحیح از شکل آیرودینامیکی اسپینر،عملکرد ملخ می تواند بهبود یابد. در این تحقیق، طراحی آیرودینامیکی اسپینر مدنظرقرارگرفته و پارامترهای هندسی تاثیرگذار بر عملکرد پرنده مورد مطالعه قرار می گیرد. هدف نهایی، استفاده از اسپینر بهینه شده برای هواپیمای بدون سرنشین با ملخ دو پره ای است. این مهم با شناخت و بهینه یابی اجزای این دست از پرنده ها میسر می شود. ازاینرو در ابتدا شناخت و بررسی تاثیر هندسه اسپینر بر عملکرد آیرودینامیکی ملخ هول دهنده مورد بررسی قرار گرفت.سپس با شبیه سازی عددی بر پایه دینامیک سیالات محاسباتی وجود یا عدم وجود اسپینر مقایسه می شود. شبیه سازی عددی انجام شده در حالت گذرا و با در نظر گرفتن آشفتگی جریان به صورت سه بعدیانجام شده وبه منظور اعتبارسنجی حل عددی نیز نتایج حاصله با نتایج منتشرشده مقایسه می شود. انگیزه پژوهش پیش رو، بهبودپنج متغیر طراحی  (شعاع صفحه مبنای اسپینر)،  (طول مبنای اسپینر)،  (فاصله خالی میان اسپینر و کویلینگ)،  (زاویه شیب مبنای اسپینر) و  (زاویه شیب کلاهک اسپینر) اسپینر ملخ هول دهنده و ارایه راهکارهایی برای انتخاب اسپینر مناسب توسط روشی کارآمد همچون تاگوچی، بوده است. این روند به گونه ای پیگیری شده است تا بازدهی مطلوبی برای ملخ حاصل گردد. در انتها این تلاش به بهینه سازی، طراحی و شبیه سازییک اسپینر با عملکرد بالاتر ختم شد. در نتیجه وسیله پرنده با اسپینرپیشنهادشده برای ملخ آن از بازده پیشرانش و نیروی پسای بدنه مناسبی برخوردار می باشد.

    کلید واژگان: ملخ هول دهنده, اسپینر, بهینه سازی, طراحی آزمایش, تاگوچی, پرنده بدون سرنشین}
    Ali Esmaeili *, Amir Bagheri, Hossein Jabbari

    The propulsive force in an unmanned aerial vehicle is usually produced by propellers and the UAVs require maximum propulsive force and minimum drag force to perform various operations. The aircraft's performance is influenced by the spinner shape; therefore, accurate analysis of its aerodynamic shape can improve the performance. In this research, the aerodynamic design of the spinner and the geometric parameters effective on the UAV performance are mentioned. The ultimate goal is to use an optimized spinner for dual-propeller UAVs. Initially, the effect of spinner geometry on the aerodynamic features of the pusher propeller is investigated. Then, a numerical simulation based on computational fluid dynamics is done and the outcomes for both the presence and the absence of spinner are compared. In the numerical simulations, the flow field is considered as three-dimensional, unsteady and turbulent, and these results are compared with the published data for verification of the numerical procedure. The research's motivation is to improve five design variables in the design of pusher propeller spinner namely,  (the radius of reference plane),  (the reference length),  (the gap between the spinner and cowling),  (the reference slope angle), and  (the slope angle of spinner cap) and to provide solutions to select the appropriate spinner by an efficient method such as the Taguchi method. This process is followed in such a way as to achieve the desired propeller performance as an objective function. Eventually, the optimum spinner which achieves improved performance, increased propeller propulsion efficiency and declined fuselage drag force is obtained.

    Keywords: Pusher propeller, Spinner, Optimization, Design experiment, Taguchi, Micro aerial vehicle}
  • سمانه سلطانعلی زاده، وحید اصفهانیان*، محمدرضا حائری یزدی، سیامک علیزاده نیا

    نگاشت موتورهای احتراق داخلی پیشرفته بسیار پیچیده است و نیاز به صرف زمان و هزینه هنگفت بر روی بستر آزمون دارد. پیچیدگی این امر نه فقط به دلیل تعداد زیاد متغیرهای نگاشت، بلکه به دلیل بهینه سازی همزمان مصرف سوخت و انتشار آلاینده است. این امر اساسا نگاشت را به مساله بهینه سازی چند منظوره تبدیل می کند. علاوه براین، با افزایش تعداد متغیرهای تنظیمی، امکان نگاشت موتور، تنها با استفاده از بستر آزمون عملا غیرممکن است؛ درنتیجه در این مقاله توسعه روش های نگاشت الگوی پایه با هدف دستیابی کامل به رفتار و درجات آزادی موتور احتراق داخلی به منظور کاهش زمان و هزینه نگاشت، بهبود دقت بهینه سازی و درنهایت بهبود راهبرد پایشی ارایه شده است. در راستای شناسایی الگو های احتراق، جعبه ابزار الگو سازی به کمک روش های شناسایی هوشمند، توسعه یافته است و در راستای داده برداری بهینه، روش های طراحی آزمایش بررسی و متناسب با مساله پیش رو، روش مناسب با هدف پوشش سراسری و با کم ترین تعداد داده، انتخاب شده است. در این تحقیق، مطالعه برروی موتور ملی EF7 موجود در اتاق آزمون شرکت ایپکو انجام شده است و نشان داده شد که به کمک طراحی آزمون پیشرفته به روش سوبل و الگوسازی با بهره گیری از شبکه عصبی عمیق، می توان تعداد داده های آزمایشگاهی مورد نیاز را از 5500 داده به 1500 داده کاهش داد. درنهایت برای تعیین بهینه متغیرهای تنظیمی، الگو آموزش دیده، جایگزین موتور واقعی گردیده است.

    کلید واژگان: نگاشت الگو پایه, بهینه سازی چندمنظوره, شناسایی هوشمند, بستر آزمون, طراحی آزمایش}
    S .Soltanalizadeh, V .Esfahaniyan*, M. Haeri Yazdi, S. Alizadehnia

    The calibration of modern internal combustion engines is complex and requires a lot of time and cost on the test bench. A large number of calibration parameters and a tradeoff between fuel consumption and emissions make calibration a complex multi-objective optimization problem. The purpose of this article is the development of calibration and model-based optimization techniques for internal combustion engines to reduce calibration time and cost and improve optimization accuracy. This paper focuses on empirical modeling of engines and optimization concerning emissions standards and fuel consumption. To identify the combustion models, a modeling toolbox is developed with an intelligent identification method. To optimize the data collection, the design of experiment methods is reviewed and appropriate methods are selected to collect information with the minimum data from all over the design space. Finally, a study is performed on the EF7 engine in the test room of IPCO and it is shown that the number of experimental data is reduced from 5500 data to 1500 data with the help of the design of experiment by Sobol method and modeling by a deep neural network. so, the virtual engine can replace the real engine in the calibration process.

    Keywords: Model-based calibration, Multi-objective optimization, Intelligent identification, Test bench, Design of experiment}
  • محمدرضا هاشمی نسب، محمدجعفر کرمانی*، سید سلمان نورآذر، محمدحسن خودسیانی

    در پژوهش حاضر تاثیر استوکیومتری آند،کاتد و دمای گازهای ورودی بر مدیریت آب و عملکرد پیل سوختی غشای پلیمری با استفاده از تکنیک طراحی آزمایش و عکس برداری مستقیم موردمطالعه قرارگرفته است. به منظور مشاهده انباشت آب در کانال های جریان سمت کاتد، پیل سوختی غشای پلیمری با صفحات انتهایی شفاف در آزمایشگاه تحقیقاتی پیل سوختی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر طراحی و ساخته شده است. طراحی کلیه آزمایش ها با استفاده از روش رویه پاسخ و طرح مرکب مرکزی انجام پذیرفته است. در هر شرایط کارکردی، نمودارهای عملکردی برحسب زمان برای پیل ثبت و هم زمان از کانال های جریان سمت کاتد فیلم برداری گردیده است. در ادامه با استفاده از تکنیک پردازش تصویر دیجیتال، مساحتی از کانال ها که توسط توده های آب اشغال شده، اندازه گیری و ثبت شده است. پارامتر ضریب آب پوشانی که از تقسیم مساحت توده های آب انباشته شده در کانال های جریان به مساحت کانال ها حاصل می گردد به عنوان معیار مطالعه پدیده طغیان مورداستفاده قرارگرفته است. نتایج این مطالعه نشان می دهد افزایش استوکیومتری آند، کاتد و دمای گازهای ورودی سبب کاهش ضریب آب پوشانی می گردد. همچنین در مقادیر توان بهینه میزان ضریب آب پوشانی در محدوده 1/8 تا 4/3 قرار می گیرد. بررسی تاثیر شرایط کارکردی مختلف نشان می دهد که در مقادیر استوکیومتری کاتد بالا بایستی دمای گازهای ورودی و نرخ استوکیومتری آند در مقادیر پایین قرار گیرند. از طرفی مطالعه نحوه اثرگذاری دمای گازهای ورودی نشان می دهد که به هنگام استفاده از گازهای گرم، مقادیر استوکیومتری کم آند و کاتد سبب دستیابی به حداکثر توان می گردد.

    کلید واژگان: پیل سوختی غشا پلیمری, مدیریت آب در پیل سوختی غشای پلیمری, طراحی آزمایش, روش رویه پاسخ, پردازش تصویر دیجیتال}
    Mohammadreza Hasheminasab, Mohammad J. Kermani *, Seyed Salman Nourazar, Mohammadhassan Khodsiani

    In this research, the effect of anode stoichiometry, cathode stoichiometry and temperature of inlet gases on water management and performance of a PEM fuel cell is studied by means of DOE (Design of Experiments) and direct visualization. In order to visualize the liquid water accumulation in cathode flow channels, a transparent PEM fuel cell is designed and manufactured in fuel cell research laboratory of Amirkabir University of Technology. Design of experiments is based on response surface method and central composite design. Cell’s performance is recorded over the test time and a video is simultaneously captured from its transparent cathode flow channels. Then, a digital image processing technique is used to detect and quantify channel areas that are occupied by liquid water. Area of regions containing liquid water is divided by total area of flow channels to calculate a parameter called water coverage ratio (WCR) which is then used to study flooding phenomenon. Results show that increase in cathode stoichiometry, anode stoichiometry and gas inlet temperature leads to a decrease in WCR. Also, WCR lies between 1.8 and 4.3 when an optimized produced power is reached. It is also proved that anode and cathode stoichiometry has to be minimized to reach the maximum produced power at a high inlet gas temperature.

    Keywords: PEM fuel cell (PEMFC), Water management in PEMFC, Design of Experiment (DOE), Response Surface Method (RSM), Digital Image Processing}
  • پیوندزنی سطح یک نوع الیاف نایلونی با استفاده از مخلوط دو مونومر اکریلیک و بهینه سازی پارامترهای مربوطه توسط یک نرم افزار متداول طراحی آزمایش
    محمد خسروی، سعید استاد موحد*

    زیست رسوب گذاری دریایی به تجمعی از انواع ارگانیسم ها برسازه های فرورفته در آب دریا گفته می شود. این پدیده اثرات مخربی بر سازه های شناور در آب مانند کشتی ها، قفس های پرورش ماهی و غیره دارد. به منظور کاهش رسوب گذاری زیستی بر روی الیاف یک نوع نایلون، مخلوط دو مونومر اکریلیک، 2 - هیدروکسی اتیل متاکریلات و متیل آکریلات به روش پیش تابش و در شرایط مختلف بر روی الیاف فوق پیوند زده شد. سپس پارامترهای درصد پیوندزنی و درصد هومو-کو پلیمر با تغییر متغیرهای عملیاتی مانند دمای واکنش (°C90-60)، زمان واکنش h) 4-1)، زمان پیش تابش min) 40-10) و غلظت آغازگر (9-3%)  اندازه گیری شده و با مقادیر محاسبه شده توسط  یک نرم افزار متداول طراحی آزمایش (®Design-expert) مقایسه گردیده و نتایج مورد بحث قرار گرفتند. جهت بهینه سازی نتایج توسط نرم افزار و بررسی اثر متقابل متغیرهای فوق جهت پیش بینی پارامترهای مذکور، از روش پاسخ سطح و طراحی نقاط مرکزی با استفاده از 4 متغیر و 2 سطح پاسخ استفاده شد. افزایش زمان تابش و غلظت آغازگر باعث افزایش درصد پیوندزنی به دلیل افزایش مراکز فعال بر سطح الیاف شدند. به کمک تحلیل جدول آنالیز واریانس و مقدار متغیر p-valuee با بازه اطمینان 05/0، پارامترهای مهم در مدل به ترتیب اهمیت، دمای واکنش، زمان واکنش، زمان پیش تابش و غلظت آغازگر تشخیص داده شدند. همچنین صحت آماری نتایج به دست آمده به کمک مقادیر متغیرهای آماری مانند ضریب مشخصه سازی (96٪)، ضریب مشخص سازی تنظیم شده (93٪) و تناسب دقت (302/30) مورد تایید قرار گرفتند. در شرایط بهینه معرفی شده توسط نرم افزار، مقادیر پیش بینی شده توسط مدل پیشنهادی نرم افزار عبارت بودند از درصد پیوندزنی، 59/38 و هومووکوپلیمر 42/43 در صد که با مقادیر تجربی به ترتیب 89/37 و 98/42 درصد تطابق مناسبی داشتند. همچنین دو معادله جهت پیش بینی مقادیر پارامترها با تغییر متغیرهای مورد مطالعه توسط نرم افزار ارایه گردیدند.

    کلید واژگان: الیاف نایلون, 2- هیدروکسی اتیل متاکریلات, متیل آکریلات, درصد پیوندزنی, طراحی آزمایش}
    The Grafting of a Nylon Fiber Surface by a Mixture of Two Acrylic Monomers and the Evaluation of Optimum Values by using a Traditional Design of Experiment Software
    Mohammad Khosravi, Saeed Ostad Movahed*

    Bio-fouling as a worldwide marine industries concern is the accumulation of micro and macro-organisms on the submersed surfaces in the sea water. It has destructive effects on the sunk parts of the ships, fish cages and all other marine submersed structures. To reduce bio-fouling on the nylon fibers a dual mix of 2-Hydroxy ethyl methacrylate(HEMA) and methyl acrylate(MA) was grafted on the fiber surface using a pre-irradiation technique in different conditions. Subsequently, degree of grafting and homo and or co-polymer % of the aforementioned monomers at different operative parameters including reaction temperatures (60-90℃), and times (1-4h), pre-irradiation time (10-40min) and also initiator concentration (3-9wt%) were measured and the results were compared and discussed with those calculated values by a traditional design of experiment software (Design expert®). The optimum grafting conditions and the interaction between above mentioned parameters were evaluated by the software using four variables and two surface responses with central point design method. It found that increasing pre-irradiation time and also initiator concentration improved the grafting % of the monomers on the fiber surface. The reason referred to increasing the active sites on the fiber surface after pre-irradiation. With the aid of variance analysis and considering p-values variable with 0.05 confidence interval, it revealed that the important parameters lied down in the order of reaction temperature, reaction time, pre-irradiation time and initiator concentration. Also, the results were confirmed statistically by the characteristic coefficient, adjustment coefficient and fit precision of 96%,93% and 30.302, respectively. The real values for degree of grafting and also homo and co-polymer percent were 47.9% and 41.15% respectively. They were in conformity with predicted values by mathematical model with the values of 38.59 and 43.42%. Also, two equations were proposed by the software for calculation of the aforementioned parameters with studied operative parameters.

    Keywords: Nylon Fibers, 2-Hydroxy Ethyl Methacrylate, Methyl Acrylate, Grafting percent (%), Design of Experiment}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال